Widerstand ist ein wichtiges Konzept in der Elektroarbeit. Durch Ändern des Widerstands in einem Stromkreis ist es möglich, die Spannung innerhalb dieses Stromkreises zu ändern. Dadurch wird sichergestellt, dass jede Komponente innerhalb der Schaltung genau die richtige Menge an Strom erhält, um sie mit Strom zu versorgen, ohne Schäden zu verursachen. Durch Hinzufügen von Widerstand können Sie die Spannung eines 12-V-Stromkreises auf nur 9 V senken, aber Sie müssen sicherstellen, dass Sie es nicht übertreiben. Wenn Sie zu viel Widerstand hinzufügen, wird die Spannung zu stark abgesenkt, was möglicherweise Probleme für die Komponenten verursacht, die nach Strom hungern.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
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Um einen 12-V-Stromkreis auf 9 V zu reduzieren, schalten Sie zwei Widerstände in Reihe innerhalb des Stromkreises. Ermitteln Sie die Differenz zwischen den beiden Spannungen (12 V - 9 V = 3 V), um den erforderlichen Gesamtwiderstand zu bestimmen. Wenn Sie mehrere Widerstände verwenden, nehmen Sie diese Zahl und vergleichen Sie sie mit der gewünschten Gesamtausgangsspannung (9V); Dies ergibt ein Verhältnis von 1:3, was bedeutet, dass der zweite Widerstand in der Sequenz dreimal so viele Ohm wie der erste haben sollte.
Wie funktioniert Widerstand?
Wenn Strom durch ein Material fließt, stößt es auf Widerstand. Dies bedeutet, dass nicht die gesamte durch das Material fließende Spannung als Ausgangsspannung durchgeht, da ein Teil davon vom Material selbst absorbiert und in Wärme umgewandelt wird. So funktionieren elektrische Heizungen; Durch hochohmige Materialien wird Strom geleitet, wodurch sich die Materialien aufheizen und diese Wärme an die Umgebungsluft abgeben. Wenn elektrischer Strom in einem Stromkreis reduziert werden muss, wird Widerstand in Form von Widerständen hinzugefügt. Ein Widerstand ist ein hochohmiges Material, das von einer Schutzbeschichtung (oft Epoxid) umgeben ist, um zu verhindern, dass sie Wärme abstrahlen, während sie dennoch einen Widerstand innerhalb des Stromkreises bieten. Widerstände bieten einen bestimmten Widerstand, gemessen in Ohm, und sind zur einfachen Identifizierung farbcodiert. Der verwendete Farbcode hängt vom verwendeten Widerstandstyp ab.
Berechnung des Widerstandsbedarfs
Wenn Sie einen 12-V-Strom innerhalb eines Stromkreises auf 9 V reduzieren müssen, müssen Sie zuerst bestimmen, wie viele Widerstände Sie benötigen und wie viele Ohm Widerstand sie bereitstellen sollen. Bestimmen Sie zuerst genau, um wie viel Sie die Spannung senken müssen, indem Sie Ihre gewünschte Ausgangsspannung vom Eingang subtrahieren; In diesem Fall haben Sie:
12\text{ V}-9\text{ V} = 3\text{ V}
Um zu bestimmen, wie viele Ohm Widerstand Sie benötigen, um diese drei Volt zu reduzieren, müssen Sie auch wissen, wie viele Ampere sich in Ihrem Stromkreis befinden. Dies kann von einem Stromkreis zum anderen variieren und hängt von den verwendeten Materialien, Ihrer Stromquelle und der Art und Weise ab, wie Sie den Stromkreis entworfen haben. Berechnen Sie den Widerstand in Ohm (R) benötigen Sie mit der Formel:
R=\frac{V}{A}
mitVgleich den Volt, die du herunternimmst (3) undEINgleich den Ampere in Ihrer Schaltung. Sobald Sie Ihren Widerstand kennen, können Sie entscheiden, ob Sie einen einzelnen Widerstand verwenden oder ihn auf mehrere Widerstände aufteilen möchten.
Reduzieren Sie die Spannung
Sobald Sie Ihren Widerstandsbedarf berechnet haben, ist es an der Zeit, die Widerstände in Ihren Stromkreis zu installieren. Wenn Sie einen einzelnen Widerstand verwenden, müssen Sie ihn einfach zwischen Ihrer Stromquelle und dem Gerät oder der Last installieren, die einen 9-V-Strom benötigt. Wenn Sie mehrere Widerstände verwenden, befinden sie sich an derselben Stelle (zwischen der Stromquelle und der Last). Installieren Sie zuerst den kleineren Widerstand und reduzieren Sie Ihre Spannung von 12 V auf 11 V. Sobald Sie den ersten Widerstand zu Ihrer Schaltung hinzugefügt haben, installieren Sie den größeren Widerstand, um die Spannung wieder zu senken. Dieser Widerstand nimmt den verbleibenden 11-V-Strom auf und reduziert ihn auf den gewünschten 9-V-Ausgang.
Testen Sie Ihre Schaltung
Sobald Ihre Widerstände in Ihrem Stromkreis installiert sind, prüfen Sie die Spannung mit einem Multimeter. Die Eingangsspannung der Schaltung sollte immer noch 12 V betragen, aber die Ausgangsspannung sollte auf 9 V fallen, wenn der Strom über die Widerstände fließt. Wenn die Spannung wie erwartet abfällt, stellen Sie die Schaltung fertig und löten Sie alles fest. Wenn die Ausgangsspannung jedoch falsch ist, überprüfen Sie Ihre Berechnungen und ändern Sie Ihre Widerstände, bis Sie die richtige Spannungsverschiebung erhalten.